編者按:科學(xué)家制作出二維的硼,命名為硼墨烯。硼墨烯具有電子性質(zhì),從電子產(chǎn)品到光伏發(fā)電都具有廣泛的應(yīng)用可能性。
繼石墨烯之后,具有二向性的“烯”字輩再填新成員,這次是硼墨烯。
近日,有科學(xué)家發(fā)現(xiàn),元素周期表中的5號(hào)化學(xué)元素硼也可能形成類(lèi)似石墨烯的單層平面原子結(jié)構(gòu),科學(xué)家稱(chēng)其為硼墨烯(Borphene)。
美國(guó)能源部阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、西北大學(xué)和紐約州立大學(xué)石溪分校的科學(xué)家首次創(chuàng)造出二維的硼,這種材料只有單個(gè)原子厚度,被稱(chēng)為“硼墨烯”。
據(jù)18日《科學(xué)》雜志的介紹,科學(xué)家一直感興趣這種單層二維材料的獨(dú)特屬性,特別是其電子性質(zhì)。硼墨烯是一種不同尋常的材料,因?yàn)樗诩{米尺度表現(xiàn)出很多金屬特性,而三維硼或者散狀硼都只是非金屬半導(dǎo)體。因?yàn)榕鹉┩瑫r(shí)具有金屬性和原子厚度,從電子產(chǎn)品到光伏發(fā)電都具有廣泛的應(yīng)用可能性。
與其在元素周期表上的“鄰居”碳元素相似,硼也經(jīng)常以不同的“面孔”示人,被稱(chēng)為“同位異形體”。石墨由很多二維層堆疊而成,可以被整層“撕開(kāi)”,但對(duì)于二維硼墨烯而言,則不具備這樣的屬性。領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的納米科學(xué)家南森˙郭爾辛格說(shuō):“硼墨烯非常有趣,它不同于先前的二維材料,不會(huì)自然出現(xiàn)。”
雖然已明確有16種硼元素的同位異形體,但此前科學(xué)家從未制作出整張的單層硼墨烯。研究人員稱(chēng),這是一種令人興奮的、尚待發(fā)現(xiàn)和探索的全新材料。
“這個(gè)材料非常美麗。”布朗大學(xué)化學(xué)專(zhuān)業(yè)教授Lai-Sheng Wang說(shuō),“它有我們尋找的,非常完美的六角形對(duì)稱(chēng)性。這個(gè)材料中的洞非常有意義,表明有關(guān)硼平面結(jié)構(gòu)的理論是正確的。”
硼在納米尺度的原子配置不同尋常。當(dāng)其他二維材料看起來(lái)很光滑的時(shí)候,硼墨烯看起來(lái)卻像瓦楞紙板,具體取決于其原子之間如何結(jié)合。這種結(jié)構(gòu)決定了其導(dǎo)電屬性具有方向性,這在其他二維材料中很罕見(jiàn)。此外,基于對(duì)該材料的理論預(yù)測(cè),它還很可能有較高的拉伸強(qiáng)度。
需要指出的是,發(fā)現(xiàn)和合成硼墨烯實(shí)際上借助了計(jì)算機(jī)模擬仿真工具。
原標(biāo)題:石墨烯的“兄弟”硼墨烯來(lái)了可用于電子產(chǎn)品及光伏發(fā)電